Sais de ácido (oxisaltos): nomenclatura, formação, exemplos - Ciência - 2023

science
Sais ácidos (oxisaltos): nomenclatura, formação, exemplos - Ciência
Sais ácidos (oxisaltos): nomenclatura, formação, exemplos - Ciência

Contente

As sais de ácido ou oxisaltos são aqueles que derivam da neutralização parcial de hidrácidos e oxoácidos. Assim, os sais binários e ternários podem ser encontrados na natureza, tanto inorgânicos quanto orgânicos. Eles são caracterizados por terem prótons ácidos disponíveis (H+).

Devido a isso, suas soluções geralmente levam à obtenção de meios ácidos (pH <7). No entanto, nem todos os sais de ácido exibem esta característica; alguns, de fato, originam soluções alcalinas (básicas, com pH> 7).

O mais representativo de todos os sais ácidos é o que é comumente conhecido como bicarbonato de sódio; também conhecido como fermento em pó (imagem superior), ou com seus respectivos nomes regidos por nomenclatura tradicional, sistemática ou composicional.

Qual é a fórmula química do bicarbonato de sódio? NaHCO3. Como pode ser visto, possui apenas um próton. E como esse próton está ligado? Para um dos átomos de oxigênio, formando o grupo hidróxido (OH).


Assim, os dois átomos de oxigênio restantes são considerados como óxidos (O2–) Essa visão da estrutura química do ânion permite que ele seja nomeado de forma mais seletiva.

Estrutura química

Os sais ácidos têm em comum a presença de um ou mais prótons ácidos, bem como a de um metal e de um não metal. A diferença entre os que vêm dos hidrácidos (HA) e dos oxoácidos (HAO) é, logicamente, o átomo de oxigênio.

No entanto, o fator chave que determina o quão ácido é o sal em questão (o pH que ele produz uma vez dissolvido em um solvente), depende da força da ligação entre o próton e o ânion; também depende da natureza do cátion, como no caso do íon amônio (NH4+).

A força H-X, sendo X o ânion, varia de acordo com o solvente que dissolve o sal; que geralmente é água ou álcool. Portanto, após certas considerações de equilíbrio em solução, o nível de acidez dos sais mencionados pode ser deduzido.


Quanto mais prótons o ácido tem, maior o número possível de sais que podem emergir dele. Por esse motivo, existem muitos sais ácidos na natureza, a maioria dos quais dissolvidos nos grandes oceanos e mares, bem como componentes nutricionais dos solos, além dos óxidos.

Nomenclatura de sais ácidos

Como são nomeados os sais de ácido? A cultura popular assumiu a responsabilidade de atribuir nomes profundamente enraizados aos sais mais comuns; entretanto, para o restante deles, não tão conhecidos, os químicos conceberam uma série de etapas para dar-lhes nomes universais.

Para tanto, a IUPAC recomendou uma série de nomenclaturas, as quais, embora se apliquem às mesmas para hidrácidos e oxácidos, apresentam ligeiras diferenças quando utilizadas com seus sais.

É necessário dominar a nomenclatura dos ácidos antes de passar para a nomenclatura dos sais.

Sais hídricos ácidos

Os hidrácidos são essencialmente a ligação entre o hidrogênio e um átomo não metálico (dos grupos 17 e 16, com exceção do oxigênio). No entanto, apenas aqueles que têm dois prótons (H2X) são capazes de formar sais de ácido.


Assim, no caso do sulfeto de hidrogênio (H2S), quando um de seus prótons é substituído por um metal, o sódio, por exemplo, temos o NaHS.

Como é chamado o sal NaHS? Existem duas formas: nomenclatura tradicional e composição.

Sabendo que é um enxofre, e que o sódio possui apenas uma valência de +1 (por ser do grupo 1), continuamos abaixo:

Sal: NaHS

Nomenclaturas

Composição: Sulfeto de hidrogênio de sódio.

Tradicional: Sulfeto de ácido de sódio.

Outro exemplo também pode ser Ca (HS)2:

Sal: Ca (HS)2

Nomenclaturas

Composição: Bis (sulfeto de hidrogênio) de cálcio.

Tradicional: Sulfeto de cálcio ácido.

Como pode ser visto, os prefixos bis-, tris, tetrakis, etc. são adicionados, de acordo com o número de ânions (HX)n, onde n é a valência do átomo de metal. Então, aplicando o mesmo raciocínio para o Fe (HSe)3:

Sal: Fe (HSe)3

Nomenclaturas

Composição: Ferro (III) tris (hidrogenoselenídeo).

Tradicional: Sulfeto de ferro ácido (III).

Como o ferro tem principalmente duas valências (+2 e +3), ele é indicado entre parênteses com algarismos romanos.

Sais de ácido ternário

Também chamados de oxisaltos, eles têm uma estrutura química mais complexa do que os sais de hidrácidos ácidos. Nestes, o átomo não metálico forma ligações duplas com o oxigênio (X = O), classificadas como óxidos, e ligações simples (X-OH); sendo este último responsável pela acidez do próton.

As nomenclaturas tradicional e de composição mantêm as mesmas normas dos oxoácidos e seus respectivos sais ternários, com a única distinção de destacar a presença do próton.

Por outro lado, a nomenclatura sistemática considera os tipos de ligações XO (de adição) ou o número de oxigênio e prótons (o de hidrogênio dos ânions).

Voltando com o bicarbonato de sódio, ele recebe o seguinte nome:

Sal: NaHCO3

Nomenclaturas

Tradicional: carbonato de ácido de sódio.

Composição: Carbonato de hidrogénio de sódio.

Sistemática de adição e ânions de hidrogênio: Carbonato de Dióxido de Hidróxido de Sódio (-1), hidrogênio de sódio (carbonato trióxido).

Informal: Bicarbonato de sódio, bicarbonato de sódio.

De onde vêm os termos 'hidroxi' e 'dióxido'? 'Hidroxi' refere-se ao grupo -OH que permanece no ânion HCO3– (OU2C-OH), e 'dióxido' para os outros dois oxigênio em que a ligação dupla C = O "ressoa" (ressonância).

Por isso, a nomenclatura sistemática, embora mais exata, é um pouco complicada para os iniciados no mundo da química. O número (-1) é igual à carga negativa do ânion.

Outro exemplo

Sal: Mg (H2PO4)2

Nomenclaturas

Tradicional: Fosfato diácido de magnésio.

Composição: dihidrogenofosfato de magnésio (observe os dois prótons).

Sistemática de adição e ânions de hidrogênio: dihidroxidodioxidofosfato de magnésio (-1), Bis [dihidrogênio (tetraoxidofosfato) de magnésio].

Reinterpretando a nomenclatura sistemática, temos que o ânion H2PO4– Ele tem dois grupos OH, então os dois átomos de oxigênio restantes formam óxidos (P = O).

Treinamento

Como os sais ácidos são formados? Eles são o produto da neutralização, isto é, da reação de um ácido com uma base. Como esses sais têm prótons ácidos, a neutralização não pode ser completa, mas parcial; caso contrário, o sal neutro é obtido, como pode ser visto nas equações químicas:

H2A + 2NaOH => Na2A + 2H2O (completo)

H2A + NaOH => NaHA + H2O (parcial)

Da mesma forma, apenas ácidos polipróticos podem ter neutralizações parciais, uma vez que os ácidos HNO3, HF, HCl, etc., têm apenas um único próton. Aqui, o sal ácido é NaHA (que é fictício).

Se em vez de neutralizar o ácido diprótico H2A (mais exatamente, um hidrácido), com Ca (OH)2, então o sal de cálcio Ca (HA) teria sido gerado2 correspondente. Se Mg (OH) fosse usado2, obteríamos Mg (HA)2; se LiOH foi usado, LiHA; CsOH, CsHA e assim por diante.

Conclui-se, quanto à formação, que o sal é constituído pelo ânion A, proveniente do ácido, e pelo metal da base utilizado para a neutralização.

Fosfatos

Ácido fosfórico (H3PO4) é um oxoácido poliprótico, portanto, uma grande quantidade de sais é derivada dele. Usando KOH para neutralizá-lo e assim obter seus sais, temos:

H3PO4 + KOH => KH2PO4 + H2OU

KH2PO4 + KOH => K2HPO4 + H2OU

K2HPO4 + KOH => K3PO4 + H2OU

KOH neutraliza um dos prótons ácidos de H3PO4, sendo substituído pelo cátion K+ no sal de fosfato diácido de potássio (de acordo com a nomenclatura tradicional). Esta reação continua a ocorrer até que os mesmos equivalentes de KOH sejam adicionados para neutralizar todos os prótons.

Pode-se então observar que se formam até três diferentes sais de potássio, cada um com suas respectivas propriedades e possíveis utilizações. O mesmo resultado poderia ser obtido usando LiOH, dando fosfatos de lítio; ou Sr (OH)2, para formar fosfatos de estrôncio, e assim por diante com outras bases.

Citratos

O ácido cítrico é um ácido tricarboxílico presente em muitas frutas. Portanto, ele tem três grupos –COOH, que é igual a três prótons ácidos. Novamente, como o ácido fosfórico, é capaz de gerar três tipos de citratos, dependendo do grau de neutralização.

Desta forma, usando NaOH, citratos mono-, di- e trissódicos são obtidos:

OHC3H4(COOH)3 + NaOH => OHC3H4(COONa) (COOH)2 + H2OU

OHC3H4(COONa) (COOH)2 + NaOH => OHC3H4(COONa)2(COOH) + H2OU

OHC3H4(COONa)2(COOH) + NaOH => OHC3H4(COONa)3 + H2OU

As equações químicas parecem complicadas devido à estrutura do ácido cítrico, mas, se representadas, as reações seriam tão simples quanto as do ácido fosfórico.

O último sal é o citrato de sódio neutro, cuja fórmula química é Na3C6H5OU7. E os outros citratos de sódio são: Na2C6H6OU7, citrato de ácido de sódio (ou citrato dissódico); e NaC6H7OU7, citrato diácido de sódio (ou citrato monossódico).

Estes são um exemplo claro de sais orgânicos ácidos.

Exemplos

Muitos sais ácidos são encontrados em flores e em muitos outros substratos biológicos, bem como em minerais. No entanto, foram omitidos os sais de amônio, que, ao contrário dos outros, não são derivados de um ácido, mas de uma base: a amônia.

Como é possível? É devido à reação de neutralização da amônia (NH3), uma base que desprotona e produz o cátion amônio (NH4+) NH4+, como fazem os outros cátions metálicos, ele pode substituir perfeitamente qualquer um dos prótons ácidos das espécies de hidrácido ou oxácido.

No caso de fosfatos de amônio e citratos, basta substituir K e Na por NH4, e seis novos sais serão obtidos. O mesmo é verdade com ácido carbônico: NH4HCO3 (carbonato de amônio ácido) e (NH4)2CO3 (carbonato de amônio).

Sais ácidos de metais de transição

Os metais de transição também podem fazer parte de vários sais. No entanto, eles são menos conhecidos e as sínteses por trás deles apresentam um maior grau de complexidade devido aos diferentes números de oxidação. Exemplos desses sais incluem o seguinte:

Sal: AgHSO4

Nomenclaturas

Tradicional: Sulfato de Prata Ácido.

Composição: Sulfato de hidrogênio de prata.

Sistemático: Hidrogênio de prata (tetraoxidosulfato).

Sal: Fe (H2BO3)3

Nomenclaturas

Tradicional: Borato de diácido de ferro (III).

Composição: Dihidrogenoborato de ferro (III).

Sistemático: Ferro (III) tris [dihidrogênio (triioxidoborato)].

Sal: Cu (HS)2

Nomenclaturas

Tradicional: Sulfeto de ácido de cobre (II).

Composição: Sulfeto de hidrogênio de cobre (II).

Sistemática: Cobre (II) bis (sulfeto de hidrogênio).

Sal: Au (HCO3)3

Nomenclaturas

Tradicional: Carbonato de ácido de ouro (III).

Composição: Hidrogenocarbonato de ouro (III).

Sistemático: Ouro (III) tris [hidrogênio (trioxicarbonato)].

E o mesmo acontece com outros metais. A grande riqueza estrutural dos sais ácidos reside mais na natureza do metal do que do ânion; uma vez que não existem muitos hidrácidos ou oxácidos.

Caráter ácido

Os sais ácidos geralmente quando dissolvidos em água dão origem a uma solução aquosa com um pH inferior a 7. No entanto, isso não é estritamente verdadeiro para todos os sais.

Porque não? Porque as forças que ligam o próton ácido ao ânion nem sempre são as mesmas. Quanto mais fortes eles são, menor a tendência de entregá-lo ao meio; da mesma forma, há uma reação oposta que faz esse fato regredir: a reação de hidrólise.

Isso explica porque NH4HCO3Apesar de ser um sal ácido, gera soluções alcalinas:

NH4+ + H2O <=> NH3 + H3OU+

HCO3– + H2O <=> H2CO3 + OH–

HCO3– + H2OU <=> CO32– + H3OU+

NH3 + H2O <=> NH4+ + OH–

Dadas as equações de equilíbrio acima, o pH básico indica que as reações que produzem OH– ocorrem preferencialmente para aqueles que produzem H3OU+, espécie indicadora de uma solução ácida.

No entanto, nem todos os ânions podem ser hidrolisados ​​(F–, Cl–, NÃO3–, etc.); Estes são aqueles que vêm de ácidos e bases fortes.

Formulários

Cada sal ácido tem seus próprios usos para diferentes campos. No entanto, eles podem resumir uma série de usos comuns para a maioria deles:

- Na indústria alimentar são utilizados como leveduras ou conservantes, bem como na confeitaria, em produtos de higiene oral e na fabricação de medicamentos.

- Aquelas que são higroscópicas são destinadas a absorver umidade e CO2 em espaços ou condições que o requeiram.

-Sais de potássio e cálcio geralmente são usados ​​como fertilizantes, componentes nutricionais ou reagentes de laboratório.

-Como aditivos para vidro, cerâmica e cimentos.

-Na preparação de soluções tampão, essencial para todas as reações sensíveis a mudanças bruscas de pH. Por exemplo, tampões de fosfato ou acetato.

-E finalmente, muitos desses sais fornecem formas sólidas e facilmente administráveis ​​de cátions (especialmente metais de transição) com grande demanda no mundo da síntese orgânica ou inorgânica.

Referências 

  1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Química. (8ª ed.). CENGAGE Learning, p. 138, 361.
  2. Brian M. Tissue. (2000).Equilíbrio avançado de ácido fraco e base fraca. Retirado de: tissuegroup.chem.vt.edu
  3. C. Speakman e Neville Smith. (1945). Sais ácidos de ácidos orgânicos como padrões de pH. Nature volume 155, página 698.
  4. Wikipedia. (2018). Sais ácidos. Retirado de: en.wikipedia.org
  5. Identificando ácidos, bases e sais. (2013). Retirado de: ch302.cm.utexas.edu
  6. Soluções ácidas e básicas de sal. Retirado de: chem.purdue.edu
  7. Joaquín Navarro Gómez. Sais hídricos ácidos. Retirado de: formulacionquimica.weebly.com
  8. Enciclopédia de exemplos (2017). Sais ácidos. Recuperado de: examples.co